第一節(jié)簡諧運動

1、第一節(jié)簡諧運動知識目標1 知道什么是機械振動；2 知道簡諧運動的含義。能力目標：1 掌握簡諧運動的動力學公式；2 掌握簡諧運動回復力的特征；3 掌握在一次全振動過程中回復力、加速度、速度隨偏離平衡位置的位移變化的規(guī)律(定性)。情感目標1 培養(yǎng)學生通過實驗總結規(guī)律的能力2培養(yǎng)學生利用所學知識解釋生活中的自然想象，激發(fā)學 生學習物理的興趣.重點難點重點：使學生掌握簡諧運動的回復力特征及相關物理量的變化規(guī)律.回復力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性變化的原因。難點：偏離平衡位置的位移與運動學中的位移概念容易混淆，這是難點.在一次全振動中速度 的變化(大小、方向)較復雜，比較困難。教學過程1

2、 機械振動振動是自然界中普遍存在的一種運動形式，請同學舉例說明什么樣的運動是振動？說明微風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動這些物體的運動都是振動。演示幾個振動的實驗，要求同學邊看邊想：物體振動時有什么特征？(1) 一端固定的鋼板尺單擺(3)彈簧振子(4)穿在橡皮繩上的塑料球提出問題：這些物體的運動各不相同：運動軌跡是直線的、曲線的；運動方向水平的、豎直的；物體各部分運動情況相同的、不同的它們的運動有什么共同特征？在同學回答的基礎上歸納出：物體振動時有一中心位置，物體(或物體的一部分)在中心位置兩側(cè)做往復運動，振動是機械振動的簡稱。明確：物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)所

3、做的往復運動，叫做機械振動2 簡諧運動指出簡諧運動是一種最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學習簡諧運動。(1) 彈簧振子演示氣墊彈簧振子的振動。通過同學的觀察、分析、討論得到： 滑塊的運動是平動，可以看作質(zhì)點。 彈簧的質(zhì)量遠遠小于滑塊的質(zhì)量，可以忽略不計。明確：一個輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個質(zhì)點，彈簧的另一端固定，就構成了一個彈簧振子。 沒有氣墊時，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時，阻力很小，振子振動。說明我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運動。(2) 彈簧振子為什么會振動？7儷昭1麺力1I_C 0 I s提出問題：當把振子從它靜止的位置0拉開一小段距離到 B再放開后，它為什么會在B 0 C

4、之間振動呢？要求同學運用學過的力學知識認真分析、思考。引導同學分析振子受力及從 Bt O CIB的運動情況，突出彈力的方向及在 0點振子 由于慣性繼續(xù)運動。歸納得到：物體做機械振動時，一定受到指向中心位置的力，這個力的作用總能使物體回到中心位置， 這個力叫回復力。回復力是根據(jù)力的效果命名的，對于彈簧振子，它是彈力。說明回復力可以是彈力，或其它的力，或幾個力的合力，或某個力的分力。在0點，回復力是零，叫振動的平衡位置。(2)簡諧運動的特征說明彈簧振子在振動過程中，回復力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關系。在研究機械振動時，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。演示：計算機模擬彈簧振子的

5、振動引導同學分析、討論：振子從B運動到E時，位移大小為|0E|，方向向右；振子從C運動到D時，位移大小為|0D|，方向向左；振子運動到0時，位移為零；位移可以用振子坐標 x來表示。提出問題：彈簧振子振動時，回復力與位移是什么關系？歸納同學的回答得到：根據(jù)胡克定律，彈簧振子的回復力與位移成正比，與位移方向相反。明確：物體在跟位移大小成正比，并且總指向平衡位置的力作用下的振動，叫做簡諧運動。寫出F= -kx說明式中F為回復力；x為偏離平衡位置的位移；k是常數(shù)，對于彈簧振子，k是勁度系 數(shù)，對于其他物體的簡諧運動，k是別的常數(shù)；負號表示回復力與位移的方向總相反。彈簧振子的振動只是簡諧運動的一種。2.

6、在一次全振動中，相關物理量的變化規(guī)律演示：計算機模擬彈簧振子的振動。(與前面相似，加x、v、a、F的顯示)讓同學觀察當振子從 Bt 0 C OB時，就完成了 一次全振動，以后振子會重復上述過 程。(1) 位移的變化演示：x的變化。(2) 回復力的變化提出問題：當位移 x變化時，回復力 F如何變化？在同學回答的基礎上明確：根據(jù)簡諧運動的特征，F(xiàn)與x成正比變化，且方向相反演示：F的變化。(3) 加速度的變化提出問題：當回復力 F變化時，加速度 a如何變化？在同學回答的基礎上明確：根據(jù)牛頓第二定律，a與F成正比，且方向相同。演示：a的變化。速度的變化引導同學分析討論：BO振子怎樣運動？明確：是加速度變小的加速運動，速度v變大，O速度最大。再分析討論：C3C振子做什么運動？明確：是加速度變大的減速運動，速度v變小，C速度為零。演示：v的變化。發(fā)給同學表格，并將表格用投影幻燈投影在幕上。fv.振子